耐高溫有色聚酰亞胺薄膜及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種耐高溫有色聚酰亞胺薄膜及其制備方法，具體包括：選用有機顏料作為著色劑，將著色劑置于極性非質子溶劑中進行剪切分散和超聲分散，所得著色劑分散液再置于極性非質子溶劑中，之后加入二胺和二酐按現有常規工藝制備成膜。采用該方法制得的有色聚酰亞胺薄膜顏色均勻、無色差，在具有耐高溫性能的同時還能較好地保持薄膜本身的電氣強度、絕緣性能和力學性能，其中，所得薄膜的拉伸強度≥200MPa，斷裂伸長率≥60％，表面電阻率≥10

【技術實現步驟摘要】
耐高溫有色聚酰亞胺薄膜及其制備方法
本專利技術涉及聚酰亞胺薄膜，具體涉及一種耐高溫有色聚酰亞胺薄膜及其制備方法。
技術介紹
聚酰亞胺薄膜不僅具有優良的耐熱性、耐化學性和機械強度，而且電氣強度、絕緣性能良好，被廣泛應用于微電子、液晶顯示、醫療等行業領域。隨著電子產業的發展，對聚酰亞胺特性要求越來越高，在某些特殊領域，會需要特殊的薄膜顏色，如在高溫環境下需要使用紅色、綠色或藍色膠帶或保護膜等。在制品的著色過程中，著色劑在聚酰胺酸樹脂中的分布，即著色劑與樹脂的復合技術是實現均勻穩定著色的關鍵。現有技術通常采用無機顏料進行著色，然而，無機粒子與有機樹脂的相容性差，在薄膜成形過程中容易發生團聚、脫落、沉降等現象，導致薄膜顏色的均勻性變差；盡管可以通過對無機粒子進行表面改性來解決無機粒子與有機樹脂的相容性問題，但還是存在因添加無機粒子后影響薄膜本身性能(如力學性能等)的問題。近年來，已有企業通過采用有機顏料與無機顏料混用以解決傳統聚酯類產品無法耐高溫的問題，如公開號為CN104311851A的專利技術專利公開了一種紅色聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括采用紅色顏料和聚酰胺酸，所述紅色顏料由重量比分別是60份至90份無機顏料和10份至40份的有機顏料組成，紅色顏料占聚酰胺酸中的重量比為1％至5％，同時上述紅色顏料在使用前先與異氰酸酯進行處理，所述處理是將異氰酸酯、紅色顏料在溶劑中加熱攪拌分散，處理溫度為80至100℃，合成時首先將已經混有紅色顏料和異氰酸酯的反應溶劑放入反應釜，然后加入二胺，攪拌溶解后加入二酐，控制最后反應生成物的粘度達到90000±5000CP，然后脫泡流延成膜即可。按該專利技術所述方法制得的紅色聚酰亞胺薄膜可承受的溫度為260-350℃；另外，該專利技術通過將紅色顏料與異氰酸酯在高溫條件下處理，使其表面部分生成酰胺鍵，提高顏料在酰胺類溶劑中以及在反應后得到的聚酰胺酸溶液體系中的分散性和均勻性，一并解決現有技術中無機顏料在聚酰亞胺薄膜后期成形過程中容易發生團聚、脫落、沉降等導致顏色的均勻性和分散性不好的技術問題。但是，該申請仍然需要用異氰酸酯來處理紅色顏料，不可避免地影響了所得薄膜的性能；另一方面，本申請人在研究分析中發現，異氰酸酯的使用導致所得薄膜的耐高溫性能有較大程度的下降；此外，異氰酸酯的使用在后續聚酰胺酸樹脂的熱亞胺化過程中散發刺激性臭味，操作環境不友好，影響大氣環境。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種耐高溫有色聚酰亞胺薄膜及其制備方法，采用該方法制得的有色聚酰亞胺薄膜顏色均勻、無色差，在具有耐高溫性能的同時還能較好地保持薄膜本身的電氣強度、絕緣性能和力學性能。本專利技術所述的耐高溫有色聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括：選用有機顏料作為著色劑，將著色劑置于極性非質子溶劑中進行剪切分散和超聲分散，所得著色劑分散液再置于極性非質子溶劑中，之后加入二胺和二酐按現有常規工藝制備成膜。本專利技術通過選用有機顏料作為著色劑，并將著色劑直接置于極性非質子溶劑中進行剪切分散和超聲分散，一方面可以實現著色劑的分散均勻性和穩定性，使所得薄膜顏色均勻、無色差；另一方面，采用此方法處理著色劑，使所得薄膜在具有更為優異耐高溫性能，可承受的溫度為250-450℃；最后，采用此方法處理著色劑，還能較好地保持薄膜本身的電氣強度、絕緣性能和力學性能，其中，所得薄膜的拉伸強度≥200MPa，斷裂伸長率≥60％，表面電阻率≥1016Ω，體積電阻率≥1013Ω·m，介電常數＜3.5。本專利技術所述制備方法中，所述有機顏料的用量可以根據需要進行確定，優選為聚酰亞胺重量的5-15％。所述的有機顏料可以為現有技術中的常規選擇，通常可以是紅色有機顏料(如可以是選自苝系類、蒽醌類和苯并咪唑酮類紅色有機顏料中的一種或兩種以上的組合)、綠色有機顏料(如酞青綠等)或藍色有機顏料(如酞青藍等)。本專利技術所述制備方法中，所述剪切分散可以在籃式研磨機、球磨機或砂磨機等設備中進行，分散的時間通常為0.5-5小時,轉速通常為2000-3000rpm。本專利技術所述制備方法中，所述超聲分散的時間為1-10小時，超聲波頻率通常為20-40KHz。本專利技術所述制備方法中，所述的極性非質子溶劑為現有技術中制備聚酰胺酸樹脂溶液中所用溶劑的常規選擇，具體可以是具體可以是選自N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、中的一種或任意兩種以上的的組合。當極性非質子溶劑的選擇為上述兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。所述極性非質子溶劑的總用量與現有技術相同，通常是當二胺、二酐和極性非質子溶劑反應形成聚酰胺酸樹脂溶液時，該聚酰胺酸樹脂溶液中的固含量控制在8-50wt％，優選10-35wt％，進一步優選為12-20wt％。在將著色劑分散于極性非質子溶劑中時，極性非質子溶劑的用量通常為著色劑質量的10-20倍。本專利技術所述制備方法中，所述的二胺和二酐均為現有技術中的常規選擇，優選地，二胺可以是選自4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、1,4-二氨基苯、1,3-二氨基苯、1,2-二氨基苯和聯苯二胺中的一種或兩種以上的組合，當二胺的選擇為上述兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比；二酐可以是選自均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲醚四酸二酐和3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐中的一種或兩種以上的組合，當二酐的選擇為上述兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。所述二胺和二酐的配比及縮聚反應的溫度與時間均與現有技術相同。本專利技術還包括由上述方法制備得到的耐高溫有色聚酰亞胺薄膜。與現有技術相比，本專利技術的特點在于：選用有機顏料作為著色劑，并將著色劑直接置于極性非質子溶劑中進行剪切分散和超聲分散，在二胺和二酐反應前加入到溶劑中，在反應物縮聚過程中，著色劑均勻分散到聚酰胺酸大分子的網格中，從而實現著色劑的分散均勻性和穩定性，使所得薄膜顏色均勻、無色差；另一方面，采用此方法處理著色劑，使所得薄膜在具有更為優異耐高溫性能，可承受的溫度為250-450℃；最后，采用此方法處理著色劑，能較好地保持薄膜本身的電氣強度、絕緣性能和力學性能，其中，所得薄膜的拉伸強度≥200MPa，斷裂伸長率≥60％，表面電阻率≥1016Ω，體積電阻率≥1013Ω·m，介電常數＜3.5。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步的詳述,以更好地理解本專利技術的內容,但本專利技術并不限于以下實施例。實施例11)稱取187g苝系顏料紅，加入3000g二甲基乙酰胺溶劑，置于籃式研磨機(轉速2000rpm)中剪切分散2小時，再用超聲(頻率為40KHz)分散4小時，得到分散均勻的紅色著色劑分散液；2)室溫下，向步驟1)所得著色劑分散液中加入4959g二甲基乙酰胺，攪拌均勻，加入964g4,4’-二氨基二苯醚，溶解后再加入等物質的量的均苯四甲酸二酐，攪拌反應3小時，所得料液消泡后按現有常規工藝經流涎、拉伸、450℃亞胺化成膜。對比例1重復實施例1，不同的是，用無機顏料鐵紅代替苝系顏料紅。對比例2室溫下，向4959g二甲基乙酰胺中加入182g對苯二胺，攪拌溶解后，再加入627g4,4’-二氨基二苯醚，溶解后再加入等物質的量的均苯四甲酸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
耐高溫有色聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于：選用有機顏料作為著色劑，將著色劑置于極性非質子溶劑中進行剪切分散和超聲分散，所得著色劑分散液再置于極性非質子溶劑中，之后加入二胺和二酐按現有常規工藝制備成膜。

【技術特征摘要】
1.耐高溫有色聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于：選用有機顏料作為著色劑，將著色劑置于極性非質子溶劑中進行剪切分散和超聲分散，所得著色劑分散液再置于極性非質子溶劑中，之后加入二胺和二酐按現有常規工藝制備成膜。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述剪切分散的時間為0.5-5小時。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬紀翔，青雙桂，白小慶，白蕊，
申請(專利權)人：桂林電器科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：廣西,45